脓毒症是导致重症监护病房患者病死率高的主要原因之一^[1]，其发病机制仍不完全清楚。目前认为机体对感染的反应失调而导致危及生命的器官功能障碍及机体的免疫功能紊乱是脓毒症发生发展的主要机制之一^[2-4]。近年来，CD4⁺T淋巴细胞亚群紊乱在脓毒症发病中的作用备受关注^[5-6]。本文将对CD4⁺T淋巴细胞亚群调节免疫功能的机制及其与脓毒症发病的相关性等研究进展予以综述。

1 免疫功能紊乱与脓毒症

正常机体的免疫系统存在一个促炎和抗炎的动态平衡，而脓毒症发生时促炎和抗炎反应严重失衡^[6-7]。当外来病原微生物入侵后，机体会通过一系列信号通路，诱导多种免疫细胞如单核/巨噬细胞、树突状细胞、天然杀伤细胞、中性粒细胞等^[7]，促进炎症介质/趋化因子和共刺激分子的表达，启动固有免疫反应; 同时通过固有免疫抗原提呈细胞（如树突状细胞、单核-巨噬细胞等）的抗原提呈作用，或通过共刺激因子、细胞因子（IL-1、TNF-α等）作用于初始T淋巴细胞启动适应性免疫应答。以往宿主对脓毒症的免疫反应被认为是由最初的过度炎症反应阶段演变成更持久的免疫抑制，然而最近的研究则表明在脓毒症早期就同时存在着促炎和抗炎反应，逐渐出现促炎和抑炎反应的失衡^[7-8]。在脓毒症初期以促炎为主，过多促炎介质的产生和释放，有利于致病原的清除，但也增加免疫性损伤。过度的炎症反应即全身炎症反应综合征可引起大量炎症细胞坏死、凋亡或焦亡、中性粒细胞胞外陷阱形成等，可进一步使炎症反应复杂化。随着脓毒症的进展，免疫抑制逐渐增强，主要表现为免疫细胞数量减少及功能下降，包括巨噬细胞失活，抗原递呈能力低下，淋巴细胞增殖活性下降等; 另外，释放的抑炎介质也诱发免疫抑制^[7]。CD4⁺T淋巴细胞是发挥核心作用的一类免疫细胞，能帮助B细胞产生抗体，增强和维持CD8⁺T淋巴细胞的反应及调节巨噬细胞功能，以调节或抑制自身免疫反应。CD4⁺T淋巴细胞也是免疫记忆的重要介质，其数量减少或功能失去时，机体易感性增加，甚至可重新激活休眠病毒或机会性细菌感染^[6]。

2 CD4⁺T淋巴细胞亚群

CD4⁺T淋巴细胞是T淋巴细胞的一个亚群，CD4⁺是辅助T淋巴细胞和调节性T淋巴细胞的表面标志^[9]。初始CD4⁺T淋巴细胞根据不同的功能分化成不同的亚群，主要包括辅助性T淋巴细胞（T helper, Th）1、Th2、Th3、Th9、Th17、Th22、调节性T淋巴细胞（regulatory T lymphocyte, Treg）和滤泡性辅助性T淋巴细胞（follicular helper T, Tfh）等^[9]。它们相互作用和相互联系，共同维持免疫稳态，协同调节免疫网络。

2.1 Th1和Th2 2.1.1 Th1和Th2的作用

最初根据小鼠CD4⁺T淋巴细胞产生细胞因子模式和生物功能的不同，将CD4⁺T淋巴细胞分为Th1和Th2^[10]。Th1分泌IFN-γ、IL-2、IFN-α和TNF-β等，主要介导细胞免疫及迟发型超敏性炎症，辅助抗体生成，故也称为炎症性T细胞，在抗胞内病原体感染中发挥重要作用; Th2分泌IL-4、IL-5、IL-6和IL-10等，刺激B细胞增殖并产生IgG和IgE，主要介导体液免液^{[9, 11]}。

Th1和Th2均来自初始T淋巴细胞。Th1由IL-12和IFN-γ诱导初始T淋巴细胞分化而来^[9]。IL-12通过激活信号传导与转录激活子（STAT）4上调转录因子T-bet，而T-bet反式激活IFN-γ基因，最终促进IFN-γ的表达; IL-12也诱导NK细胞分泌IFN-γ进一步促进初始T淋巴细胞向Th1的分化^[12]; 另外，IL-12还协同IL-18通过NF-κB通路激活STAT4以增强初始T淋巴细胞向Th1的分化^[13]; 活化的T-bet也可诱导自身的IL-12受体和H2.0样同源盒蛋白1基因的表达，正反馈调节自身分化的成熟^[14]。

Th2是由IL-4激活STAT 6进而启动特异性转录因子GATA结合蛋白3（GATA-binding protein 3, GATA3）由初始T淋巴细胞分化而来的^[9]; 另外，IL-2可激活STAT5使IL-4基因位点保持一种开放状态，若没有IL-2，即使有IL-4存在，也无法完成Th2的分化进程^[15]; GATA3还可正反馈地促进IL-4、IL-5、IL-13等表达来维持Th2的分化。此外，干扰素调节因子4（IRF4）和独立生长因子-1（Gfi-1）也对Th2分化起重要作用^[9]。

Th1/Th2正常时处于相对平衡的状态，不同的抗原、细胞因子或抗原递呈细胞等可使Th0向Th1或Th2转化，或Th1与Th2之间相互转化，Th1/ Th2之间存在的这种交互调节, 称为Th1/ Th2功能平衡^[9-11]。但机体发生异常时这种平衡可偏向一方，引起细胞因子网络动态平衡改变，称为Th1/Th2漂移^[11]。

2.1.2 Th1和Th2与脓毒症

Thl/Th2比值变化可反映机体免疫功能的状态。脓毒症中Th1来源的IFN-γ和IL-2随时间延长而逐渐减少，而Th2来源的IL-4和IL-10随时间延长则逐渐增加; 甚至在脓毒症早期即存在Th1转录因子T-bet表达减少和IL-10分泌的增加^{[9, 11, 16]}。这些均提示脓毒症发病初期就存在Th1向Th2漂移（Thl/Th2的比值降低），即T淋巴细胞免疫功能受到抑制^[17]。

T淋巴细胞向Th2分化或转化可使患者对致病原的易感性增加且预后较差。Th2来源的IL-10水平升高与脓毒症高病死率相关，且死亡患者Th1/Th2比值显著低于存活者^[18]; 而给予有效措施改善脓毒症症状后，Th1/Th2比值逆转，患者预后也随之改善^[19-20]。

2.2 Th17和Treg 2.2.1 Th17和Treg的作用

Th17是由Th0细胞在IL-6和IL-23刺激下分化而成的辅助性CD4⁺T淋巴细胞，主要分泌IL-17和IL-22，以及少量的TNF-α、IL-6和IL-23等促炎介质^[9]。IL-17 cDNA早在1995年就被发现，2007年这种不同于Th1和Th2的新型CD4⁺T细胞亚群被命名为Th17细胞，其具有独立的分化和发育调节机制^[21]。小鼠IL-6和TGF-β3共存时可诱导Th17的产生; 而在人体则需IL-6、IL-23、TGF-β、IL-2和IL-21共同促进Th17的分化^[21]。IL-6通过STAT3途径诱导IL-21的表达，随后IL-21与IL-6和TGF-β3共同激活STAT3并促进转录因子ROR-γt表达，产生IL-17和IL-22^{[11, 21]}。Th17主要起促炎作用，参与细菌和霉菌的免疫反应。IL-17等与其受体结合后诱导抗菌肽、趋化因子、促炎介质和集落刺激因子的产生，引起中性粒细胞和其他炎症细胞的迁移和局部浸润、病原体清除和组织破坏; IL-22可增强皮肤、肺和肠道的屏障功能; 在炎症晚期，Th17还可诱导其他CD4⁺T淋巴细胞迁移至炎症部位形成获得性免疫^{[9, 11]}。因此，Th17可能在先天性免疫和获得性免疫之间起桥梁作用。

Treg是一类控制自身免疫反应性的T细胞亚群，最初被称为抑制性T淋巴细胞，主要分泌IL-10和TGF-β^[9]。1995年Sakaguchi等^[22]发现成年鼠5%~10%外周CD4⁺T细胞表达CD25，去除这群细胞可引起多种自身免疫性疾病而回输该细胞则阻止疾病的发生，因此将这群细胞命名为CD4⁺CD25⁺调节性T细胞（即Treg）。根据发育及功能的不同，Treg分为天然产生的自然Treg（natural Treg, nTreg）和诱导产生的适应性Treg (induced Treg, iTreg）; 根据成熟的方式和分泌细胞因子的不同iTreg又分为Tr1（分泌IL-10的1型Treg）、Th3（分泌TGF-β）、iTr35（分泌IL-35）和CD8⁺Treg等^[23]。Treg是根据表面分子CD4、CD25和叉状头转录因子（Foxp3）被定义的，还有一些其他的共表达因子，如CD38、CD62L、CD103和激素性肿瘤坏死因子^[23]。TGF-β3可单独诱导Foxp3的表达和Tregs的分化，且Treg的激活需要IL-2，其受体可识别广泛的MHC-Ⅱ同种异性抗体，同时Treg可通过TGF-β和IL-10抑制IL-2的释放^[24]。Treg在介导细胞免疫耐受方面起重要作用，与多种疾病的发生发展关系密切^[25]。

与Th1和Th2类似，Th17和Treg之间也可相互转化且有一个动态平衡。初始T淋巴细胞分化为促炎的Th17或免疫抑制的Treg取决于微环境的细胞因子; TGF-β可诱导FoxP3，抑制IL-17A和ROR-γt的表达; 而IL-6和TFG-β可协同诱导初始T淋巴细胞表达IL-23R和ROR-γt，进而促进Th17分化，同时IL-6也可抑制Foxp3表达^[26]。Th17/Treg平衡还可被调节，HIF-1能诱导Th17分化，miRNA-155在不同条件下调节Th17和Treg的产生及相互转化^{[21, 26]}。

2.2.2 Th17和Treg与脓毒症

脓毒症中Th17的变化趋势及作用，目前仍存在争议。脓毒症时Th17比例可能是升高的^[21]，且与脓毒症严重程度呈正比^{[18, 27]}; 脓毒症小鼠IL-17可分泌增加且引起多种促炎介质大量分泌，使病死率增加^[28]; 给予血必净注射液或高流量血液净化均可降低Th17细胞量并改善预后^[29-30]; 给予雷帕霉素也可通过抑制ROR-γt和STAT3减少Th17的分泌，减轻疾病的严重程度^[31]。然而，与之相反将LPS注射到正常人机体后促炎的Th1和Th17均受到抑制^[16]; 外周血Th17还能被机体排放到肠道，以减少机体的Th17细胞量并且Th17在肠道内可发生免疫表型变化而起免疫抑制作用^[32]; IL-17受体敲除小鼠感染致病菌的机率及病死率均显著增加^[33]。此外，Th17在脓毒症中可能有“双刃剑”作用，Th17的适当反应对机体有保护性作用，而Th17的过度反应则导致炎症损伤，增加病死率^[28]。

在脓毒症Treg比例常是升高的，而细胞数量可能减少或正常，这可能是由于脓毒症时Treg的抗凋亡能力较其他细胞强，故由于非Treg细胞减少而不是Treg的增加导致了Treg比例增加; 随着病情的好转，其他免疫细胞开始增殖，Treg比例则开始下降^{[7, 34]}。Treg在脓毒症中是通过抑制效应T淋巴细胞功能而引起免疫抑制，还是通过下调炎症反应而对机体起保护作用尚无定论^[7]。一些研究表明Treg能导致脓毒症的免疫抑制，且Treg活性及数量与脓毒症严重程度成正比^{[7, 35]}; 当给予某种干预措施使Treg比例减少时，脓毒症的严重程度和预后均显著改善^[20]。然而，通过抗CD25抗体或敲除CD25基因来抑制Treg功能时可使细菌或脂多糖引起的炎症反应更加强烈，加重组织损伤; 体外过继转移Treg，使Treg比例升高，可增加病原菌的清除率，提高脓毒症小鼠的存活，这些均提示Treg比例升高可能通过下调炎症反应发挥保护性作用^{[23, 36]}。

Th17/Treg比值变化也能反映脓毒症的免疫功能状态，但对脓毒症发病及预后的影响存在争议。有研究表明脓毒症中Th17/Treg比值增高且与器官功能损害和高病死率均正相关^{[27, 30]}; 相反，也有研究表明Th17/Treg比值在脓毒症休克患者中会下降^[37]。但无论如何，Th17/Treg比值的改变都提示脓毒症后期存在严重的免疫功能紊乱，若这种免疫功能紊乱不能被纠正，则可能出现院内感染和多器官功能衰竭的风险增加^{[18, 37]}。

2.3 其他CD4⁺T淋巴细胞 2.3.1 Th9

Th9是TGF-β和IL-4等共同诱导初始T淋巴细胞分化而来的一种新型T淋巴细胞亚群，主要分泌IL-9和IL-10^{[9, 11]}。Th9于2008年被首先发现并被证明其在分化上具有可塑性，如TGF-β也可诱导Th2分化为Th9^[38]。Th9主要是在JAK/STAT信号通路的调控下被诱导分化^[9]。PU.1结合至Th9的启动子上，是调控Th9分化的关键转录因子; PU.1可限制除Th9以外的T淋巴细胞亚型的表达，将Th2过继转移为Th9，PU.1的缺陷也将导致IL-9分泌减少^[38]。

Th9通过分泌IL-9发挥其免疫调节作用的，IL-9可作用于不同炎症细胞和组织细胞，产生不同的生物学效应^[9]。IL-9作用于B细胞，可增强人体的体液免疫; 作用于肥大细胞，增强其对变应原的反应能力; 作用于中性粒细胞，可增强机体抵抗病原微生物的能力^[38]。Th9还与多种疾病的发生发展密切相关，如自身免疫性疾病、寄生虫感染、肿瘤、免疫缺陷病等^[38]。然而，Th9在脓毒症方面的研究尚无报道。

2.3.2 Th22

Th22是由TNF-α和IL-6等诱导初始T淋巴细胞分化而来的另一种新型T淋巴细胞亚群，分泌IL-22、IL-26、IL-13等，主要起促炎作用^{[9, 39]}。它是在2009年被首先发现的一类与皮肤免疫功能相关的CD4⁺T淋巴细胞亚群，故Th22研究多与皮肤病有关^[39]。Th22能诱导趋化因子CXCL9、CXCL10和CXCL11募集T淋巴细胞发挥抗菌活性，通过诱导角质细胞中各型CD4⁺T细胞和NK细胞分泌IL-4和IL-1促进机体产生获得性和先天性免疫; 分泌FGF-1/5等成纤维细胞因子，促进细胞增殖、新生血管形成和创口愈合^[39]。笔者推测Th22与脓毒症发生发展也密切相关，但迄今为止尚未见相关报道。

3 结语

CD4⁺T淋巴细胞亚群在脓毒症免疫调控及病情发展中起至关重要的作用，但Th17的变化趋势和作用，以及Th17/Treg比值变化对脓毒症发病及预后的影响均有争议。脓毒症过度炎症期和免疫麻痹期的治疗策略可能不同，对脓毒症不同时期免疫功能状态的监测和相应治疗策略的选择将有可能决定着其预后^{[7, 40]}。一些小样本临床观察研究已发现胸腺肽α1和乌司他丁可通过影响CD4⁺T淋巴细胞亚群而发挥免疫调节作用，但尚需要大样本的随机对照双盲试验进一步验证^[41-42]。然而，随着对CD4⁺T淋巴细胞不同亚群研究的不断深入，脓毒症的免疫调控将有可能成为脓毒症治疗的一个新策略。